SU1315803A1

SU1315803A1 - Устройство дл измерени шероховатости поверхности

Info

Publication number: SU1315803A1
Application number: SU864012067A
Authority: SU
Inventors: Алексей Викторович Дмитриев; Владимир Владиславович Зиновьев; Герман Алексеевич Злодеев
Original assignee: Московский Институт Электронного Машиностроения
Priority date: 1986-01-15
Filing date: 1986-01-15
Publication date: 1987-06-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам дл измерени шероховатости поверхности. Цель изобретени - повьшение точности измерени за счет устранени вли ни на результаты измерени ориентации микронеровностей и величины рабочего рассто ни .Устройство содержит источник 1 света, коллиматор 2, центральный передаю

Description

щий волоконно-оптический жгут (ВОЖ) .3j входной торец которого закреплен на ззалу редуктора 4 угла, приемный ВОЖ 5 дл диффузной составл ющей отраженного светового потока3 на выходе которого установлен фотопрнемник 6, приемный ВОЖ 7 дл зеркальной составл ющей отраженного светового потока на выходе которого установлен фотоприемник 8, блок 9 отношени диффузной составл ющей к зеркальной входы которого соединены с выходами фотоприемников 6 и BS регистратор 10 на- пр жениЯд вход которого соединен с

1

Изобретение относитс к измерительной технике 5 в частности к устройствам дл измерени шероховатости поверхности,

Цель изобретени - повьпцение точ- ности измерени за счет устранени вли ни на результаты измерени ориентации микронеровностей и величины рабочего рассто ни ,,

На фиг. I изображена принципиалъ- на схема устройства дл измерени шероховатости поверхности; на фиг„2 - геометрическа форма приемопередающего торца трехпучкоБОго волоконно- оптического жгута (ВОЖ),

Устройство содержит источник I света коллиматор 2, центральный передающий ВОЖ 3, входной торец которого закреплен на валу редуктора 4 угла приемный ВОЖ 5 дл диффузной состав- л ющей отраженного светового потокаг на выходе которого установлен фотоприемник б 5 приемный ВОЖ 7 дл . зеркальной составл ющей отраженного светового потока, на выходе которого уста- новлен фотоприемник 8; блок 9 отношени диффузной составхс ющей к зеркальной , входы которого соединены с выходами фотоприемников 6 и 8, регистратор 0 напр жени , вход которого сае динен с фотоприемником 8, Приемопередающий торед 11 трехпучкового ВОЖ установлен над исследуемой поверхностью 1 2.

Размеры приемопередающего торца 1 трехпучкового ВОЖ определ ютс соотношени ми

фотоприемником 8., приемопередающий торец 11 трехпучрсового ВОЖ установлен над исследуемой поверхностью 12, Сигналы с фотоприемников 6 и 8 поступают на входы блока 9 отношени ,выполн ющего операцию арифметического делени значений напр жений сигналов фотоприемников,диффузной и зеркальной составл ющих отраженного светового потокаi На выходе блока 9 отношени по вл етс сигналд пропорциональный среднеквадратичной величине высот неровностей исследуемой поверхности 12, 2 ил с

R.

(Т) (2)

где Нд - радиус торца передающ.его

жгута.

R - внешний радиус торца при- емного жгута ,цл диффузной .составл ющей;

Rj - внешний радиус торца приемного жгута дл зеркальной составл ющей;

1ин минимальное рабочее рассто ние между приемопередающим торцом ВОЖ и исследуемой поверхностью; . - о - номинальный апертурный угол

ВОЖ.

Устройство работает следующим образом .

Общий приемопередающий торец 1 1 трехпучкового ВОЖ устанавливают параллельно исследуемой поверхности 12 на рассто нии hp величина которого должна быть больше минимального рабочего рассто ни Ьд, . Минимальное рабочее рассто ние h,,определ етс услови ми измерений и должно выбиратьс .из неравенства h,j, ,

так как при несоблюдении этого неравенства нельз определить внешний радиус R, торца приемного ВОЖ 5 дл диффузной составл ющей исход из формулы (2). Световой поток от источника 1 света, после преобразовани его коллиматором 2 в пара.гшельный свет овой поток, подаетс на входной

торец передающего ВОЖ 3 под углом oi к нормали торца, величина которого выбираетс в зависимости от рабочего рассто ни h до исследуемой поверхности 12 и размеров приемопереда ющего торца 11 трехпучкового ВОЖ. Угол oi ввода излучени в передающий ВОЖ 3 задаетс с помощью редуктора 4 угла, на валу которого жестко закреплен входной торец передающего ВОЖ 3. Редуктор 4 позвол ет измен ть угол oi ввода параллельного светового потока в передающий ВОЖ 3 в пределах номинального апертурного угла.

При распространении параллельно- го светового потока по отдельным волокнам передающего ВОЖ 3,в силу влени симметризации, он преобразуетс на выходе волокон в кольцевые потоки с углом выхода, равным углу об ввода, и шириной кольца, равной диаметру волокон. Суперпозици этих потоков на поверхности 12 исследуемого образца дает кольцевую зону с квазиравномерной освещенностью и ши- риной кольца, равной диаметру 2R выходного торца передающего ВОЖ 3, После отражени от исследуемой поверхности I2 световой поток имеет в своем составе зеркальную и диффузную составл ющие. Зеркальна составл юща отраженного светового потока создает в плоскости приемопередающег торца 1I трехпучкового ВОЖ кольцевую освещенную зону с шириной кольца 2Ry : 71л проведени измерений необходимо , чтобы в приемный ВОЖ 5 попадала только диффузна составл юща отраженного светового потока, а в прием- ньй БОЖ 7 - вс зеркальна составл - юща . Из законов геометрической оптики следует, что дл .этого необходимо , чтобы размеры торца приемного ВОЖ 7 соответствовали соотношению (1) и выполн лось условие.

об arctg

RI -RO

(3)

При попадании в приемньш ВОЖ 7 всей зеркальной составл ющей отражен::.. 0

5 0 5 о д

5

ного светового потока на фотоприемник 8 поступает максимальный световой поток, так как в зеркальной состав- л нлцей сосредоточена больща часть полного отраженного светового потока,- Измен угол «i ввода параллельного светового потока в передающий ВОЖ 3 с помощью редуктора 4 угла, добиваютс выполнени услови (3), при котором фиксируетс с помощью регистратора 10 максимальное значение напр жени сигнала на фотоприемнике 8. Сигналы с фотоприемников 6 и 8 поступают на входы блока 9 отношени , выполн ющего операцию арифметического делени значений напр жений сигналов фотоприемников диффузной и зеркальной составл ющих отраженного светового потока. На выходе блока 9 отноше- ни по вл етс сигнал, пропорциональный среднеквадратичной величине высот неровностей исследуемой поверхности .

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени шероховатости поверхности, содержащее источник света, оптическую систему, фотопрйемник диффузной составл ющей и фотоприемник зеркальной составл ющей , блок отношени диффузной составл ющей к зеркальной, входы которого соединены с фотоприемниками, о т- ли чающеес тем, что, с целью повьшени точности измерени , оно снабжено редуктором угла поворота и регистратором напр жени , вход . которого соединен с выходом фотоприемника зеркальной составл ющей, а оптическа система выполнена в виде трехпучкового волоконно-оптического жгута с центральным передающим и двум коаксиальными приемными жгутами дл диффузной и зеркальной соста- вл ющ х отраженного светового потока соответственно и коллиматора, расположенного между источником света и входным торцом передающего жгута и закрепленного на валу редуктора.

2

7

Редактор А.Козориз Заказ 2344/42

Составитель Л.Лобзова Техред М. Ходанич

Корректор

Тираж 677Подписное

ВНР1ИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, MocKBaj Ж-35, Раушска наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Фиг. 2

Корректор Л.Пилипенко